Миронов В.В. Современные философские проблемы естественных_ технических и социогуманитарных наук (2006) (1184475), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Согласно Руденко, в элементарных открытых каталитических системах пад влиянием окружающей среды могут происходить структурные изменения. Если в результате структурного изменения такая система не погибает, т.е, продолжает участвовать в осуществлении базисной реакции, то она уменьшает или увеличивает свою каталитическую активность (под которой понимается способность системы ускорять базисную реакцию). Эволюция элементарной открытой каталитической системы представляет собой последовательность структурных изменений этой системы, не ' Смс Руденко А, П. Теория саморазвития открытых кататитияеских систем. М., 1969; Ов осе.
Эволюпионный катализ и проблема происхожления жизни // Взаимодействие метояов естественных наук в познании жизни. М., 1976. С. ! 86 — 235. 23. Философские проблемы химии ни~водящих ее из базисной реакции. Эта эволюция может быть или «прогрессивной» (когда в целом увеличивается каталитическая активность сисимы и другие ее показатели, характеризующие способность этой системы интенсифицировать базисную реакцию), или «регрессивной» (когда и|кого увеличения не происходит). «Прогрессивная» эволюция открытых киталитических систем и означает самоорганизацию этих систем. В теории эволюции этих систем формулируется аналог биологического понятия естественного отбора.
Согласно Руденко, элементарные открытые каталитические системы, находящиеся в состоянии «прогрессивной» эволюции, вытесняют из участия в базисной реакции те, которые «регрессируют», Руденко формулирует несколько принципов, управляющих эволюцией >лементарных открытых каталитических систем. К ним относится термодинамический принцип, согласно которому «прогрессивная» эволюция возможна лишь в тех системах, где совершается работа против равновесия и элементарной каталитической системе, причем по мере этой эволюции степень неравновесности системы должна увеличиваться. Это также информационный принцип, согласно которому должно обеспечиваться «запоминание» эволюционной информации в физико-химических изменениях каталитической системы, причем по мере эволюции обьем этой информации должен возрастать.
Общее направление эволюции такой системы определяет, по Руденко, «основной закон»„утверждающий, что «наиболее вероятно осуществление тех путей и наиболее высока скорость развития по тем путям эволюционных изменений каталитических систем, по которым происходит максимальное увеличение эволюционных характеристик системы... связанных со скоростью течения базисной реакции»1. Эту теорию можно отнести к кибернетическим концепциям самоорганизации (в смысле классической кибернетики). Естественный отбор служит в ней тем «блоком управления», который обеспечивает цель— повышение абсолютной каталитической активности открытой реакционной системы (абсолютная каталитическая активность — частота каталитических актов на зерне катализатора, т.е.
в элементарной каталитической системе). Отбор приводит к тому, что реакция сосредоточивается именно в тех системах, которые имеют большую активность или большие величины других эволюционных характеристик, зависящих от активности. В таких системах реакция протекает быстрее. Итак, в химии к концепциям самоорганизации привели две альтернативные тенденции, наблюдаемые в истории этой науки, — тенденция к ее физикализации и тенденция к развитию в ней собственных системных представлений. При этом некоторые концепции самоорганизации (например, концепция диссипативных структур) явились продуктом сразу двух ' Руденко А.П.
Эволюционный катализ и проблема происхождения жизни... С. 198. гоо 2. Философские проблемы ссмствозиаиив указанных тенденций, а другие (например, теория саморазвития открытых каталитических систем) — в основном продуктом второй тенденции. 2.3.3. Тенденции физикализации химии История химии свидетельствует о трех этапах этой физикадизации|. Первый этап — проникновение физических идей в химию. Этот этап начался еще в ХЧП1 в., и проникновению физических идей химия обязана своим превращением в одну из областей современного естествознания.
Физической идеей, сыгравшей решающую роль в химии, стала ньютоновская илея силы тяготения, присутствующая в его «Математических началах...». Фактически все концепции химического сродства, начиная с концепций, возникших в рамках теории флогистона, и кончая концепциями времен Д.И. Менделеева, строились по образцу ньютоновской трактовки гравитационного взаимодействия. Химическое сродство трактовалось как притяжение между частицами веществ, аналогичное всемирному тяготению. При этом химические явления не выводились из механики.
Здесь была именно аналогия. Законы химического сродства устанавливались исходя из химического эксперимента, но в ннх была заложена физическая идея: считалось, что эти законы выражают степень притяжения одного вещества к другому. Вглядимся внимательнее в логику рассуждения, которая позволила химикам перейти от физического понятия силы к учению о химическом сродстве.
Опираясь на понятие силы, Ньютон сформулировал три знаменитых закона движения, которые сейчас входят под его именем во все учебники физики и механики. Однако эти законы не могли объяснить химическое превращение. Законы Ньютона были и остались законами механики. Путем логической дедукции из этих законов Ньютон вывел законы Кеплера, описал приливы и отливы, Л. Эйлер впоследствии вывел законы движения твердого тела. Другое дело — понятие силы, заложенное в эти законы. Влияние этого понятия выходило далеко за пределы механических явлений и вылилось в идею силового взаимодействия, побуждающую искать электрические, магнитные и химические силы. Согласно Ньютону силой назьпзастся причина, выводящая тело из состояния покоя или равномерного и прямолинейного движения. При этом Ньютон специально гюдчеркивал, что его интересует закон действия силы, выясняемый путем экспериментально~о исследования, что никакие гипотезы о скрытой природе силового взаимодействия нс могут заменить экспериментальное изучение эффектов этого взаимодействия.
В алхимии «сродствоа веществ мыслилось в виде мистической связи между ними. В начале 1 Смс Пе«елкин А.А. Взаимодействие физики и химии. М., 1936. 2.3 Философские проблемы химии 201 второй половины ХЧ[1 в. в естествознании восторжествовал грубый механипизм, и химическое взаимодействие объяснялось геометрической формой и размером частиц вещества.
Причем выдвигались различного рода умозри~ ел ьные гипотезы об их форме и размерах. Ньютоновская идея силового взаимодействияя изменила ситуацию. В химии были постулированы особого рода силы, действующие между химическими частицами и приводящие к превращениям вещества. Была поставлена задача выяснить путем экспериментального исследования тот закон, которому подчиняются эти силы. Одним из первых таких законов была таблица химического сродства, составленная французским химиком Э.Ф. Жоффруа-старшим (начало ХЧ!П в.). Эта таблица выглядела просто: наверху по горизонтали был нанесен ряд символов веществ.
под каждым из которых в вертикальных столбцах располагались символы веществ, с которыми это вещество взаимодействует. Причем ближе к горизонтальной строке располагались символы веществ, которые более активно взаимодействуют с веществами, помещенными в этой строке, Если таблица Жоффруа — пример олного из первых включений ньютоновской идеи силы в химию, то следующий факт имеет не только историческое значение.
В 60-е гг. Х!Х в, скандинавские ученые К.М. Гульлбсрг (1836 — 1902) и П. Вааге (! 833 — 1900), используя ньютоновские идеи силы и массы, сформулировали закон действия масс, фундаментальный ьзкон современной химической кинетики. Закон действия масс — аналог ньютоновского закона всемирного тяготения. В качестве меры химической силы в нем использовано изменение во времени экспериментальной величины — концентрации реагирующего вещества (скорость реакции). Под действующими массами Гульдберг и Вааге также понимали концентрации взаимодействующих веществ (массы в единице объема). Закон лействия масс устанавливает пропорциональность скорости реакции произвелению действующих масс, каждая из которых возведена в степень, равную своему стехиометрическому коэффициенту.
Для реакции аА+в — зС закон действующих масс утверждает, что скорость образования вещества С пропорциональна [А]~[В], где [А] и [В]— концентрации веществ А и В. Второй этап физикализации химии — этап проникновения в химию физических законов. Эти законы уже объясняют химические явления. Рассмотрим, каким образом законы физической теории — термодинамики — оказались вовлечены в химическое исследование и дали жизнь физико-химической теории — химической термодинамики. Термодинамика сюгадывалась в процессе изучения принципа действия паровой машины и тепловых двигателей вообще.
Применение термодинамики к химии развернулось в конце 70-х и начале 80-х гг Х!Х в. в трудах Г Гельмгольца (1821 — 1894), Я, Вант-Гоффа (1852 — 19!1) и Дж. Гиббса (1839 — 1903). Предпосылки тому были созданы развитием учения о химическом срод- 202 2. Философские проблемы естествознания стве. Сам факт использования в химии такого физического понятия, как сила, свидетельствовал о необходимости более глубокого физического объяснения химических явлений. Развитие учения о химическом сродстве также привело к интерпретации таких понятий, которые позволили навести мосты между термодинамикой и химией, — понятий химического равновесия и энергии. Этн понятия, правда, в разных разделах науки'.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
